| مقدار: | |
|---|---|
تجزیه و تحلیل کامل میله های پلاستیکی تقویت شده فیبر شیشه ای (GFRP)
1 、 جوهر و ویژگی های اصلی مواد
پلاستیک تقویت شده فایبرگلاس (GFRP) یک ماده کامپوزیت است که از فیبر شیشه ای به عنوان تقویت کننده و رزین (مانند رزین اپوکسی و رزین وینیل) به عنوان ماتریس ساخته شده است که از طریق فرآیندهای اکستروژن یا سیم پیچ تولید می شود. مزایای اصلی آن شامل موارد زیر است:
سبک وزن و با استحکام بالا
چگالی تنها 1/4 میله های فولادی (1.5 ~ 1.9 گرم در سانتی متر ⊃3 ؛) است ، اما مقاومت کششی می تواند به 4 ~ 4 برابر میله های فولادی HRB400 برسد (برخی از محصولات دارای مقاومت کششی بیش از 1000MPa هستند).
مدول الاستیک حدود 40 گرم در ثانیه است که از میله های فولادی پایین تر است ، اما کنترل تغییر شکل از طریق طراحی ساختاری می تواند بهینه شود.
مقاومت در برابر خوردگی عالی
مقاوم در برابر یون های کلرید ، اسید و قلیایی و خوردگی آب دریا ، مناسب برای محیط های خورنده مانند گیاهان شیمیایی و پروژه های دفاعی ساحلی ، با طول عمر بسیار زیاد از فولاد سنتی.
مقاوم در برابر کربن سازی و یخ زدگی ، کاهش هزینه های نگهداری.
تنوع عملکردی
غیر مغناطیسی/غیر رسانا: مناسب برای سناریوهای خاص مانند نیروگاههای هسته ای و اتاقهای MRI پزشکی.
پایداری حرارتی خوب: ضریب انبساط حرارتی نزدیک به بتن است و استحکام پیوند قوی تر است.
عملکرد انتقال موج قوی: بدون نیاز به درمان عواملی مورد نیاز ، مناسب برای امکاناتی مانند ایستگاه های رادار.
راحتی ساختمانی
شکل و طول قابل تنظیم ، اتصال آسان در سایت ، کاهش شدت نیروی کار.
سبک وزن ، آسان برای کنترل و نصب.
2 、 زمینه های کاربردی و موارد معمولی
مهندسی عمران
پشتیبانی از حفاری: قفس فولادی را جایگزین کنید تا از خطر شکستن دستگاه تونل سازی سپر جلوگیری کنید و تصادفات گل و لای و آب را کاهش دهید.
پل ها و تونل ها: کاهش وزن ساختاری ، افزایش دوام و کاهش هزینه های نگهداری.
تقویت جاده: برای بهبود ظرفیت بلبرینگ برای آسفالت و آسفالت عرشه پل استفاده می شود.
مهندسی دریایی
سکوی حوض/خارج از کشور: مقاوم در برابر خوردگی در آب دریا ، گسترش عمر خدمات.
آب شکن: در برابر فرسایش آب دریا مقاومت می کند و فرکانس نگهداری را کاهش می دهد.
صنعت شیمیایی و حفاظت از محیط زیست
تصفیه خانه فاضلاب: مقاوم در برابر فرسایش شیمیایی ، اطمینان از ایمنی ساختاری.
سلول الکترولیتی: مقاوم در برابر خوردگی اسید و قلیایی ، بهبود طول عمر تجهیزات.
ساختمان سبز
ساختمانهای صرفه جویی در مصرف انرژی: مصرف مواد را کاهش داده و با روند کم کربن مطابقت داشته باشد.
ترمیم ساختمانهای تاریخی: ارائه پشتیبانی ساختاری بدون آسیب رساندن به ظاهر اصلی.
محیط ویژه
مهندسی نظامی: مقاوم در برابر ضربه ، مقاوم در برابر خوردگی ، مناسب برای امکانات پنهان.
امکانات پزشکی: مواد غیر مغناطیسی برای جلوگیری از تداخل تجهیزات دقیق.
3 、 وضعیت بازار و روند توسعه
اندازه بازار
پیش بینی می شود که اندازه بازار جهانی تا سال 2029 به 450 میلیون دلار آمریکا برسد و نرخ رشد سالانه 11.5 ٪ باشد.
منطقه آسیا و اقیانوسیه (به ویژه چین و هند) سریعترین رشد تقاضای زیرساخت ها را دارد.
تولید کنندگان اصلی
Mateenbar ، MRG Composites و سایر شرکت ها تقریباً 56 ٪ از سهم بازار را اشغال می کنند ، در حالی که شرکت های داخلی مانند فناوری Sinoma به تدریج در حال افزایش هستند.
عوامل محرک
پشتیبانی از سیاست: ساختمان سبز و سیاست های سازگار با محیط زیست تقاضا را به دنبال دارد.
بهینه سازی هزینه: بهبود فرآیندهای تولید برای کاهش هزینه های مواد.
بهبود عملکرد: استفاده از الیاف مدول با استحکام بالا و بالا ، زمینه های برنامه را گسترش می دهد.
روندهای فناوری
تولید کم هزینه: توسعه فناوری اکستروژن مداوم برای بهبود کارایی تولید.
بهینه سازی عملکرد: مدول الاستیک (هدف بالاتر از 50GPA) را بهبود بخشید و رزین های مقاوم در برابر درجه حرارت بالا را ایجاد کنید.
مواد هوشمند: سنسورهای یکپارچه برای دستیابی به نظارت بر سلامت ساختاری.
4 、 استانداردها و مشخصات
معیار بین المللی
فیبر تصریح می کند که استحکام کششی تقویت GFRP باید 1000mpa پوند باشد و مدول الاستیک باید 40-55GPA باشد.
آزمون مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی نیاز به از دست دادن استحکام 10 ٪ دارد.
معیار آمریکایی
سری ACI 440 نیاز به ضریب کاهش قدرت طراحی 0.5-0.6 و یک آزمایش مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی (از دست دادن قدرت 10 ٪) دارد.
استانداردهای چینی
JGJ/T 336-2016 تصریح می کند که مقاومت کششی نهایی کوتاه مدت تقویت GFRP باید 1000MPa ≥ باشد ، و ضخامت لایه محافظ بتونی باید 20 میلی متر (محیط کلاس I) باشد.
JG/T 406-2013 مشخص می کند که استحکام کششی 550MPa پوند و مقاومت برشی 110MPa است.
5 、 چشم انداز آینده
ساختمان هوشمند
سنسورهای فیبر نوری یکپارچه برای نظارت بر زمان واقعی استرس ساختاری و کرنش ، تقویت ایمنی.
مهندسی محیط زیست شدید
با استفاده از خواص مقاوم در برابر خوردگی و سبک وزن ، در سناریوهای عمیق ، قطبی و دیگر اعمال می شود.
اقتصاد دایره ای
برای تقویت پایداری مواد ، ماتریس رزین قابل بازیافت را توسعه دهید.
هزینه رقابت
با افزایش تولید و نوآوری تکنولوژیکی ، می توان هزینه ها را در طی 1.5 برابر میله های فولادی کاهش داد و روند جایگزینی را تسریع کرد.
6 、 چالش ها و اقدامات متقابل
مسئله هزینه
هزینه فعلی حدود 2-3 برابر میله های فولادی است و باید از طریق یارانه های سیاست و تولید در مقیاس بزرگ کاهش یابد.
فناوری اتصال
برای اطمینان از یکپارچگی ساختاری ، لنگرها و اتصالات تخصصی ایجاد کنید.
داده های عملکرد بلند مدت
نظارت بر مهندسی واقعی ، داده های عملکرد را برای بیش از 20 سال جمع آوری کرده و اعتماد به نفس بازار را تقویت کنید.
تقویت فایبرگلاس ، با مزایای عملکرد منحصر به فرد خود ، به تدریج از یک 'ماده جایگزین' 'به' ماده اصلی '' در حال ارائه راه حل های ایمن تر ، با دوام تر و محیط زیست برای زمینه مهندسی است. با پیشرفت فناوری و بهینه سازی هزینه ، چشم انداز کاربرد آن حتی گسترده تر می شود.